Ультразвуковий контроль може виявити такі дефекти, як усадочні порожнини, усадкова пористість, пористість, включення та тріщини у виливках із простою формою та плоскими поверхнями, а також визначити розмір і розташування дефектів.
Ультразвуковий контроль відноситься до методу введення ультразвуку (високої частоти та короткої довжини хвилі) у виливок, а потім виявлення внутрішніх дефектів виливка відповідно до характеристик його заломлення та перетворення форми хвилі на межі розділу.Ультразвук має характеристики спрямованості променя та відбивної здатності поширення.
Існує три види ультразвукового контролю: метод відбиття імпульсу, метод проникнення і резонансний метод.Найпоширенішим методом ультразвукового виявлення є метод відбиття імпульсу.Це відноситься до методу визначення розміру та положення дефекту відповідно до ехо-сигналу дефекту та ехо-сигналу нижньої поверхні.
Основний принцип методу відбиття імпульсів полягає в тому, що п’єзоелектричний елемент у зонді збуджується високочастотними імпульсами для генерації ультразвукових імпульсів.Коли звукова хвиля поширюється у виливку та натрапляє на дефекти, частина її відбивається назад.Розмір відбитої хвилі може відображати розмір, розташування та глибину внутрішніх дефектів виливка.Ультразвукові хвилі, які не відбиваються, продовжують поширюватися вперед, поки не відіб'ються назад до нижньої частини виливка.Звукова енергія, відбита від дефекту і дна виливка, послідовно приймається п'єзоелектричним перетворювачем, а потім відображається на дисплеї ультразвукового дефектоскопа у вигляді амплітуди.
Під чутливістю ультразвукового дефектоскопа розуміється його здатність виявляти найменші дефекти.Чутливість ультразвукового контролю залежить від таких факторів, як частота ультразвукової хвилі, збільшення дефектоскопа, потужність передачі, продуктивність зонда та стабільність джерела живлення.Щоб забезпечити плавну передачу ультразвукових хвиль в акустичне середовище, необхідно застосувати відповідний метод зв’язку.Це вимагає, щоб шорсткість поверхні виливка була Ra≤12,5 мкм.У той же час, щоб збагатити повітря в зазорі, між зондом і дефектоскопічною поверхнею відливки слід подати сполучну рідину (воду, мастило, трансформаторне масло, рідинне скло тощо).
Особливості ультразвукової дефектоскопії:
1. Висока чутливість виявлення.Ультразвукова дефектоскопія може виявляти сигнали дефектів із звуковим тиском відбитої імпульсної хвилі лише 0,1% від падаючого звукового тиску.
2. Висока точність локалізації дефектів і висока роздільна здатність
3. Сильна застосовність і широкий спектр використання.Ультразвукова дефектоскопія дозволяє виявляти всі види виливків, крім виливків з аустенітної сталі.
4. Низька вартість, висока швидкість і велика товщина виявлення.
Імпульсні характеристики та опис форми різних внутрішніх дефектів виливків на екрані дисплея:
1. Тріщина
Ливарна тріщина – це вид зламу металу, який містить газ, має певний напрямок і лінійно розподілений.Коли ці дефекти виявлені за допомогою ультразвукового контролю, якщо вони перпендикулярні звуковому променю, відбиті імпульси очевидні, різкі та сильні.Але коли його поширення відбувається паралельно звуковому пучку, знайти його нелегко.Тому під час випробування його слід проектувати з кількох напрямків, щоб дефекти були максимально перпендикулярні звуковому пучку, і можна було знайти тріщини, розподілені в усіх напрямках.
2. Дуло
Подібно до тріщин, отвори у виливках містять газ.Поверхня відбиття повітряного отвору регулярна та гладка, тому, коли звуковий промінь повністю перпендикулярний до межі відбиття, характеристики та форма відбитого імпульсу подібні до тріщини, а також очевидні, різкі та сильні.Однак, оскільки більшість отворів є круглими або еліптичними, коли зонд трохи рухається, пульс негайно зникає.Коли зонд виявляє з усіх напрямків, можуть бути виявлені пробоїни, а характеристики відбитого імпульсу також малі.З тріщинами це не так.Оскільки тріщини лінійно розподілені з сильною спрямованістю, їх відбиті імпульси не зникають відразу під час руху зонда, і в той же час не всі з них можна знайти при огляді з усіх боків.За цими ознаками можна розрізнити пори і тріщини.
3. Усадка
Усадкова порожнина містить газ, і коли її ефективна поверхня відбиття більша за поверхню дифузії звукового променя, звуковий шлях повністю відбивається, а відбиття імпульсу від нижньої поверхні усувається.Характеристики відбитого імпульсу усадкової порожнини також очевидні, різкі та сильні.Однак, на додаток до вищезазначеного методу оцінки, оцінка дефектів усадкової порожнини також повинна використовувати метод багатоплощинної проекції.
4. Включення піску та шлаку
Піщані включення і шлакові включення відносяться до металевих виливків, що містять невелику кількість газу і неметалічних включень.Ці домішки мають ефект поглинання звукової енергії, і оскільки поверхня, що відбиває, є відносно одинарною та гладкою, характеристики відбиття її імпульсу є між очевидним, різким, сильним і глухим, повільним і коротким.Остання ситуація виникає, коли межа розділу між включеннями та металом є ненормально неправильною та щільно прилягає до металу.
5. Усадкова пористість
Характеристика імпульсного відбиття усадочної пористості полягає в тому, що немає ні імпульсу відбиття нижньої поверхні, ні імпульсу відбиття дефекту, а явище повзучості на лінії розгортки екрана дисплея.
Час публікації: 24 вересня 2022 р